大型泵站旋轉(zhuǎn)式自動抓梁技術(shù)改造與運(yùn)行評價

孫嵐清，李 揚(yáng)，張 宇，郭 凱，吳春林，徐衛(wèi)忠

(江蘇省江都水利工程管理處，江蘇揚(yáng)州 225200)

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大型泵站旋轉(zhuǎn)式自動抓梁技術(shù)改造與運(yùn)行評價

孫嵐清，李 揚(yáng)，張 宇，郭 凱，吳春林，徐衛(wèi)忠

(江蘇省江都水利工程管理處，江蘇揚(yáng)州 225200)

針對江都第四抽水站工作橋門式起重機(jī)的抓梁結(jié)構(gòu)在使用過程中存在的脫掛可靠性差、可視性差等問題，提出了旋轉(zhuǎn)式自動抓梁技術(shù)改造的方案。通過5年的運(yùn)用，對第一次改造后出現(xiàn)的問題展開了原因剖析，并再次進(jìn)行了技術(shù)改造。經(jīng)過兩次改造及運(yùn)行檢驗(yàn)，行車抓梁工作效率和安全可靠性得到了提升。新改造方案具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和價格便宜的優(yōu)點(diǎn)，為工程運(yùn)行提供了保障。

大型泵站；自動抓梁；技術(shù)改造

0 引言

我國大量興建于上世紀(jì)60、70年代的大中型泵站使用的自動抓梁[1]門式起重機(jī)已達(dá)到或接近使用年限，普遍存在抓取動作成功率低、工作效率低等問題，亟需進(jìn)行更新改造。

江都四站是南水北調(diào)東線一期江都站的主要單位工程。該工程位于江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)，淮河入江水道的尾閭芒稻河和新通揚(yáng)運(yùn)河的匯合處。1973年11月，江都四站開始興建，1977年12月竣工。2008年9月，國家南水北調(diào)江都四站更新改造工程開工，2010年6月完成主要工程，改造前每臺機(jī)組配兩套水泥檢修閘門，共14套，改造后配6套鋼制檢修閘門，可供3臺水泵同時檢修時使用。

1 江都四站第一次改造情況

江都四站工作橋門式起重機(jī)是江都四站一個重要輔助設(shè)備，用于江都四站7臺主機(jī)組進(jìn)水口水泥檢修閘門的打開和關(guān)閉。門式起重機(jī)移動方式為人力推動方式，采用脫掛自如式自動抓梁，如圖1所示。脫掛自如式自動抓梁[2]由掛體、卡體及梁體組成，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對簡單，造價低廉[3]，但在使用中頻繁出現(xiàn)問題。一是操作不直觀，掛脫自如式抓梁在水下或者在門槽中掛脫動作不直觀，操作人員在工作橋上無法準(zhǔn)確判斷抓梁脫掛狀態(tài)， 只能憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作。二是可靠性差，掛脫操作成功率較低，當(dāng)雙吊點(diǎn)自動抓梁水下掛鉤的過程中，易發(fā)生單邊掛鉤成功，另一邊失敗的情形。如果操作人員未能及時判斷單吊點(diǎn)情況強(qiáng)行起吊，閘門就會傾斜卡阻導(dǎo)致掛體扭曲變形或者抓梁損壞。三是閉門過程中，如果門槽內(nèi)有樹枝等雜物導(dǎo)致閘門無法正常下降，則會發(fā)生脫鉤事故。

圖1 脫掛自如式抓梁結(jié)構(gòu)示意圖

在2008～2010年改造中對原有工作橋門式起重機(jī)特別是自動抓梁進(jìn)行改造。江都四站改造后門式起重機(jī)采用自動旋轉(zhuǎn)式行車抓梁，并增加了機(jī)組進(jìn)水口攔污柵[4]吊出功能、軌道自行走功能，設(shè)備起吊高度增加至可將檢修閘門吊出工作橋面，實(shí)現(xiàn)檢修閘門可互換使用及對檢修閘門底止水、側(cè)止水等進(jìn)行檢查保養(yǎng)。

旋轉(zhuǎn)式自動抓梁[5]，如圖2所示，在閘門上設(shè)置一個豎直長孔，抓梁的吊鉤通過軸上部導(dǎo)向槽與軸外部抓梁體連接的套管上的導(dǎo)向銷相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn)吊鉤90°轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)閘門抓取動作。

圖2 旋轉(zhuǎn)式自動抓梁、轉(zhuǎn)鉤結(jié)構(gòu)圖、轉(zhuǎn)鉤導(dǎo)向槽展開圖

自2009年江都四站改造之后，門式起重機(jī)車已使用5年，總體的使用情況良好，基本符合汛前水下檢查、汛期運(yùn)行任務(wù)、機(jī)組歲修等各項(xiàng)工作時檢修門啟吊要求。但在使用時經(jīng)常會出現(xiàn)一些狀況，影響其使用的可靠性，簡述如下：

第一，使用過程中，旋轉(zhuǎn)式自動抓鉤箱梁不能快捷自如地沉入水中吊放閘門；

第二，旋轉(zhuǎn)式自動抓鉤在套入閘門吊孔時，經(jīng)常出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)不到位或兩只抓鉤不同步現(xiàn)象；

第三，旋轉(zhuǎn)式自動抓鉤主桿上的限位螺栓易松動、螺旋滑槽易磨損等現(xiàn)象，如圖3所示，導(dǎo)致無法完成自動抓鉤操作；

第四，旋轉(zhuǎn)式抓梁箱為一個整體，無法對自動抓鉤螺旋滑槽磨損情況進(jìn)行檢查、修補(bǔ)、保養(yǎng)。

2 本次技術(shù)改造的處理方法

2014年汛后，在配合主機(jī)組進(jìn)水口檢修閘門及門槽檢查過程中，針對發(fā)現(xiàn)的問題，對門式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)式自動抓鉤、限位螺栓、箱梁等進(jìn)行了局部技術(shù)改造。

第一，門式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)式自動抓鉤箱梁為封閉密封空箱，入水后因水的浮力作用，抓鉤箱梁經(jīng)常不能快捷自如地沉入水下，準(zhǔn)確運(yùn)行至閘門上端的吊點(diǎn)位置，此次技改將箱梁上下面各開5個平衡水壓孔，如圖4所示，從而保證箱梁能快捷自如地沉入水下實(shí)施閘門的吊放工作。

圖3 螺旋滑槽因限位螺栓易松動引起磨損較嚴(yán)重

圖4 箱梁上下面各開5個平衡水壓孔

第二，對門式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)式自動抓鉤限位螺栓，在自動抓鉤箱梁本體上打孔攻絲并加內(nèi)外鎖緊螺母，如圖5所示，使得該限位螺栓有了一定程度的調(diào)整余量，并可以根據(jù)實(shí)際使用情況對限位螺栓的伸縮距離及鎖定位置進(jìn)行調(diào)整，解決兩只自動抓鉤不同步或出現(xiàn)偏差的問題。

第三，對門式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)式自動抓鉤箱梁兩側(cè)端面封板，改造成可拆卸式封板，如圖6所示，同時為不影響箱梁本身的強(qiáng)度，在箱梁兩側(cè)端口各加4塊加強(qiáng)角塊及端板固定耳板，可拆卸式封板通過打眼攻絲仍固定在箱梁端面上。通過技改主要便于對自動抓鉤螺旋滑槽磨損情況及時進(jìn)行檢查、修補(bǔ)、保養(yǎng)，對限位螺栓內(nèi)部并緊螺母定期并及時進(jìn)行調(diào)整。

圖5 吊鉤限位改造示意圖和實(shí)物圖

圖6 箱梁兩側(cè)端口封板改造示意和實(shí)物圖

3 結(jié)語

江都四站依托南水北調(diào)東線一期工程的實(shí)施，針對原門式起重機(jī)的缺點(diǎn)進(jìn)行了改造，解決了門式起重機(jī)抓梁結(jié)構(gòu)不合理、人力推動等問題。門式起重機(jī)效率大幅提升，運(yùn)行穩(wěn)定性明顯改善，充分發(fā)揮了門式起重機(jī)改造效益。改造后，經(jīng)過一段時間的實(shí)際使用，發(fā)現(xiàn)仍存在旋轉(zhuǎn)式抓梁入水速度慢、長時間使用限位螺栓位移等缺陷。通過優(yōu)化研究、分析、在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)改造，為其他泵站門式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)抓梁的改造方案提供選擇，節(jié)約改造費(fèi)用。

本次技改，是以門式起重機(jī)原設(shè)備為對象，在不改變門式起重機(jī)的工作流程的前提下，一定程度上解決了以上出現(xiàn)的問題，提高了門式起重機(jī)車工作的可靠性和安全性。經(jīng)過對江都四站6套檢修閘門近50次的吊放、移位試驗(yàn)進(jìn)行分析以及對實(shí)際使用進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，此次技改效果良好，為工程安全運(yùn)行提供了有效保障，且具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和價格便宜的優(yōu)點(diǎn)。因此，該技術(shù)在其他同類型的大中型泵站工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]趙瑞花.自動抓梁設(shè)計(jì)的探討[J].山西水利科技,2010(3)：29-31.

[2]蔡文政,寧全有.遼寧雙嶺水利樞紐通用自動抓梁設(shè)計(jì)[J].東北水利水電，2010，28(5)：1-2.

[3]鐘正勇.機(jī)械抓梁互鎖式掛脫裝置的研制[J].廣東水利水電，2013(5)：77-80.

[4]周坤.自動抓梁在水電工程中的應(yīng)用[J].紅水河,2007,26(2)：99-101.

[5]汪權(quán)國,林文樹.螺旋式自動抓梁[J].水力發(fā)電，1980(4)，43-45.